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トヨタの環境技術開発戦略

 これまで、日本の自動車メーカーでは日産グリーンプログラム、7月のホンダの環境技術ロードマップの発表に続き、マツダのSKYACTIVコンセプト発表などが行われてきたが、このほどトヨタも「環境技術開発戦略」を公表した。
 これらの技術戦略の公表は日本のメーカーはあまり積極的ではなかったと思うが、現在は投資系シンクタンクによる企業格付けや成長性判定などに影響を与えるために、このような企業プレゼンテーションは重要という認識が持たれるようになったのだろう。
 
 
 トヨタの戦略は、従来の内燃エンジンやトランスミッションの改良、すなわち基盤技術も今後追求し、新可変動弁システム、ダウンサイジング、スタート&ストップの採用を行うとしている。
 ただ今回は具体的な内容は提示されなかった。トヨタはエンジン機種が多く、海外生産も多いため、新技術の採用やエンジンの切り替えに時間がかかるため、ロードマップを提示しにくいという事情もあるのだろう。
 その一方で、他社に先駆けて実用化したハイブリッドカーは環境技術において重要視され、3代目プリウスの登場以来、つまり2009年以降はハイブリッドカーのメインストリーム期を迎えてと考えている。

HV1.jpg

HV2.jpg

NH電池

 したがって今後もTHSⅡを採用したハイブリッドカーを拡大し、12年までに新型車とモデルチェンジをあわせて11車種を投入するという。
 この中にはコンパクトサイズのハイブリッド専用車も含まれ、燃費は10・15モードで40km/Lを目標とするとしている。
 ハイブリッドカーを支える要素技術としてモーター、パワーコントロールユニットの性能向上、ニッケル水素電池の進化・性能向上も大きな比重を占め、中期的にはこれらを組み合わせたTHSⅡが採用され続ける。

 
 一方、急激に世界の潮流となりつつあるEVは、リチウムイオン電池が大きな制約となると考えているようだ。
 その理由は航続距離とリチウムイオン電池の価格にある。
 当然ながら航続距離を伸ばすためには大容量の電池を必要とし、その大容量のリチウムイオン電池のコストはきわめて高いため、EVは航続距離100km以内といったレベルに限定する考えだ。
 現在、試作されているiQ・EVは航続距離105km、搭載するリチウムイオン電池は約11kWhとされている。

IQ.jpg

RAV4.jpg

 一方でテスラー社との共同開発によりRAV4・EVは12年にアメリカ市場に導入する予定で、実走行で160kmていどの航続距離を考えている。テスラーのように300kmを越える航続距離は考えていない。
 トヨタはリチウムイオン電池の価格については、今後量産化が行われるとしても経産省の提唱するような価格ラインに到達できるとは思っていないと思う。
 また、EVで航続距離を確保するレンジエクステンダーについても、THSⅡを採用したプラグインハイブリッドに劣るとしている。

THS.jpg
 
 トヨタはすでにプラグインハイブリッド、PHVプリウスのリースを行っているが、その実証により、EVに迫る燃費を実現しているという。計算では、内燃エンジン車に比べ、ハイブリッドは約50%燃費向上、PHVではさらに24%(EVモードでの走行・約20km分)でき、THSⅡを採用したPHVでEVに対抗できると考えているようだ。またPHVであればスマートグリッド構想にも組み込むことができるのもメリットとしている。
 ただし、PHVでは現状で、HVの4倍の容量を持つリチウムイオン電池を搭載しており、この電池価格は300万円近いレベルにあることはネックである。
 PHVの市販目標としては12年初頭に、グローバルで年間5万台販売を想定しており、その時点で車両価格は300万円(補助金なし)ていどとしている。つまり、リチウムイオン電池の価格を約1/3程度まで下げるめどは立っていると見てよいだろう。
 
 次のステージはゼロエミッション車の比較である。航続距離で比較すればEVは短く、FCV(燃料電池車)は長くできる。システムコストの比較では長距離走行になるほどFCVのほうが優位となる。

EVcost.jpg

 しかしながら、FCVは1台1億~3億円といわれているが、現状の開発段階では当初の1/10、つまり1千万から3千万円といったレベルまでコスト段されているというが、少量生産での市場導入の段階での目標コストは1/20、1千万円を切る価格にすることだという。
 量産体制を整え本格普及を目指すにはその時限からさらに大幅なコストダウンが求められることはいうまでもない。
 ちなみにトヨタ社内生産のもと、FCスタックの自動組み付けや高圧(70MPa)水素タンクの高速炭素繊維巻き付けなど生産技術の先行開発も行われているという。
 FCVの市場導入は、水素供給インフラの展開を見ながら15年頃に実現する計画だという。
 
 いずれにしてもハイブリッドカーで実現したTHSⅡが、PHV、FCVにおいてもコア技術として位置づけられているところが他社とは大きく異なるところである。
 また先進要素技術としてリチウムイオン電池比で1/5といったコンパクト化を目指し、全固体電池、リチウム空気電池などの研究を産学協同で行っており、現時点では初期的な試作が実現しているとしている。

固体電池

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